滇池流域農村固廢源頭分類收集系統設計方案
滇池流域農村固廢的產生、排放和處理現狀為了提出全面解決農村固廢污染環境問題的方法,昆明市環境科學研究所從2003年8月至2005年3月對滇池流域農村固廢的產生、排放和處理狀況進行了全面深入的調查。得到以下結論:
(1) 滇池流域廣大農村對固廢資源化和無害化處理意識薄弱,普遍缺乏收集處理基礎設施和必要的管理服務體系,收集處理能力嚴重不足是造成農村固廢亂堆、亂倒、亂放,污染環境問題日益嚴重的主要原因;
(2) 農村固廢量大、分散,多點、多環節排放的特點突出,主要排放源有:農田、農戶庭院、養殖(場)點、居民社區、加工(廠)點和集貿市場等;
(3) 大量農作物秸稈和養殖畜禽糞便混同居民生活垃圾排放的現象十分突出,其中秸稈糞便約占總量的80%,居民生活垃圾約占總量的20%,生活垃圾人均排放量已與城區相近,但其組成與城區有一定差別,主要表現為燃煤廢渣較多;
(4) 由于城市化發展、農民生活與農業生產方式的變化,包括把作物秸稈做成飼料還田、破碎后直接還田、墊圈后混合畜禽糞便堆肥還田、干化后作為燃料利用等傳統的農戶分散式直接處理方式日漸萎縮。
(5) 現有農村社區垃圾收集處理的主要方式,基本上都是采用混合投放、堆積一定時間、清理外排,真正完成最終無害化處理和資源化利用的只有30%左右;
(6) 近年來,研究實驗和設計開發及示范推廣的環保衛生圈、衛生旱廁、沼氣池、農田排廢三聯收集處理池、雙室堆漚肥、農村社區垃圾簡易分類投放池、秸稈糞便資源化處理站等各項工程技術設施,單項使用結果在一定范圍和程度上發揮了良好作用,同時也表現出很大的局限性;
(7) 采用綜合工程技術設施,擴大適用范圍和覆蓋面,提高收集處理能力,是全面解決農村固廢污染環境問題的客觀需要。
1 系統設計初步方案
系統設計以提高各項工程技術設施的綜合應用效果,擴大應用范圍為目標。針對農村固廢來源、組成、性質和排放特點,初步選擇由農產庭院環保衛生圈、衛生旱廁、沼氣池,農田排廢三聯收集處理池、雙室堆漚肥,農村社區垃圾簡易分類投放池、秸稈糞便資源化處理周轉站、生活垃圾無害化動態堆捂處理周轉站等8項農村固廢收集處理工程技術設施,根據不同區域農村特點,因地制宜,優化組合,構成農村固廢源頭分類收集處理系統。
1.1 系統內容
系統內容包括環保衛生圈、衛生旱廁、沼氣池、農田排廢三聯收集處理池、雙室堆漚肥、農村社區垃圾簡易分類投放池、秸稈糞便資源化處理周轉站、生活垃圾無害化動態堆捂處理周轉站等8項工程技術設施。
1.1.1 環保衛生圈
環保衛生圈是昆明市環境科學研究所、昆明綠信生態科技有限公司研究設計的一種環保型衛生圈。該設施主要由圈舍、糞便固液分集、固態秸稈糞便堆肥發酵池、液態糞便厭氧發酵池4個部分構成。建設規模可根據養殖物種、存欄數量、飼養條件不同具體確定,應用環保衛生圈養殖畜禽,既可改善圈舍及周邊環境衛生狀況,又可處理利用秸稈糞便生產固體和液體有機肥。該裝置具有便于農戶建造、使用、維護,經濟適用的特點。
1.1.2 衛生旱廁
衛生旱廁是昆明市環境科學研究所設計開發的一種新型的糞尿分集式生態衛生廁所,其核心是糞尿分集,這是通過一種專門設計的便器來實現的。整個結構由便器及一根塑料尿管、尿桶、糞坑排氣管等組成。把分開收集后數量較多、富含養份且基本無害的尿直接利用。數量較少、危害性較大的糞便單獨收集進行無害化處理,處理后的糞便作為優良的土壤改良劑用于農業生產,實現生態上的循環。
1.1.3 沼氣池
曲流布料水壓式沼氣池,是由昆明市農村能源環保辦于1984年設計成功的一種新池型。它的發酵原料不用秸草,全部采用人、畜、禽糞便。原料的含水量在95%左右(不能過高)。該池型有如下特點:
①在進料口咽喉部位設濾料盤;
②原料進入池內由布料器進行半控或全控式布料,形成多路曲流,增加新料擴散面,充分發揮池容負載能力,提高池容產氣率;
③池底由進料口向出料口傾斜;
④擴大池墻出口,并在內部設隔板,塞流固菌;
⑤池拱中央、天窗蓋下部設吊籠,輸送沼氣入氣箱。同時,利用內部氣壓、氣流產生攪拌作用,緩解上部料液結殼;
⑥把池底最低點改在水壓間底部。在傾斜池底作用下,發酵液可形成一定的流動推力,實現進出料自流,可以不打開天窗蓋把全部料液由水壓間取出。
1.1.4 農田排廢三聯收集處理池
農田排廢三聯收集處理池是昆明市環境科學研究所、昆明綠信生態科技有限公司研究設計的一種應用于農田排水、固廢堆積、滲濾液收集、處理循環利用于一體的裝置,該裝置由集水池、固廢堆積發酵池、滲濾液收集處理池3個部分聯合組成建設規模主要根據服務農田面積大小具體確定,以蔬菜種植為例,每畝約需集水池 6~10m3,固廢堆積池3~4m3,滲濾液收集池1~2m3。該裝置結構簡單,便于農戶建設、使用、維護。利用該裝置可將農田雨水、污水和固廢處理利用結合起來,起到提高綜合利用水平和減少農田排廢的雙重作用。
1.1.5 雙室堆漚肥
雙室堆漚肥是由清華大學、云南省環境科學研究院設計開發,該系統是由4個發酵池構成的并聯平行構筑物磚砌與混凝土澆制而成。每個發酵池凈容積1m3,內凈深0.8m,總占地面積2.6m2。設計最大投料率95%,固體堆肥含水率60%左右,發酵周期7~15d,無需增氧。利用雙室堆漚肥試驗系統發酵生產的高效活性有機肥分為2種肥型,即液體肥和固體肥,簡稱為“雙室堆漚肥”。該裝置既可以作為堆制肥料的發酵場,又可以作為成熟肥料的堆放場,占地面積較少,處理量大,方便設置于田間地頭,解決農民耕作、收獲過程中產生的廢物。
1.1.6 農村社區垃圾簡易分類投放池
農村社區垃圾簡易分類投放池是由昆明市環境科學研究所根據農村垃圾組成特點,研究設計的一種把秸稈糞便等農業生產固廢和其他生活垃圾分開投放的垃圾收集設施。該裝置一般由2個固體投放池,一個滲濾液收集池構成。建設規模可根據建造地點、條件和服務人口情況具體決定,一般可滿足10d以內的投放量。應用該裝置可實現秸稈糞便與其他生活垃圾分類收集,為分別處理打下基礎。
1.1.7 秸稈糞便資源化處理周轉站
秸稈糞便資源化處理周轉站是昆明市環境科學研究所、昆明綠信生態科技有限公司研究設計的一種采用A2/O液固聯合發酵堆肥處理技術,是利用秸稈糞便加工生產堆肥熟料的資源綜合利用裝置該裝置一般由固態廢物收集晾曬場、液態廢物收集處理池、破碎加工處理間、堆肥發酵大棚和周轉場等幾個部分構成。建設規模一般為10~30t/d處理能力、服務農業人口2000人或農田面積 66.67hm為宜。昆明衡元生態肥業有限公司在呈貢縣莊子村投資15萬元建設的一套處理能力15t/d的試驗裝置運行1a的結果表明,該裝置在處理能力、處理效果和經濟效益上都達到了設計要求,具有廣泛推廣的價值。
1.1.8 生活垃圾無害化動態堆捂處理周轉站
生活垃圾無害化動態堆捂處理周轉站是昆明市環境科學研究所、昆明綠信生態科技有限公司研究設計的專門針對農村社區垃圾集中周轉處理的裝置。該裝置一般由2~3個固態堆積發酵處理池,一套滲濾液收集回灌處理設施構成,建設規模一般為處理能力10~15t/d,單池垃圾堆放容積在100m3以內,堆捂處理周期一般在 90~120d,服務人口3000人以內為宜。利用該裝置收集處理農村生活垃圾,實驗裝置運行結果表明,可以顯著改善農村衛生環境,減少垃圾最終填埋處理量70%以上。該裝置建設占地不大,便于管理,具有廣泛的推廣價值。
1.2 系統結構
農村固廢源頭分類收集處理系統結構由種植生產、養殖生產、農民生活、加工生產、市場流通5個部分,分類收集、分別處理、循環利用3個環節,農戶和農村社區兩級責任人構成。
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2 小結
(1) 農村區域廣泛且發展不平衡,不同地區農村自然和社會經濟條件不同,農民生產生活條件有較大差距,在實際推廣實施過程中不可能搞一刀切。應當根據具體情況,在設施建設規模、組合方式等各個方面因地制宜靈活使用。
(2) 農村工作實踐表明,落實責任人是使農村固廢處理設施發揮作用的基本保證應當明確農村社區公共設施收集處理的責任人是村民委員會,農戶收集處理設施的責任人是家庭戶主,貫徹落實誰用、誰管、誰建的原則。
(3) 粗略估算,在滇池流域要形成100萬t/a農村固廢源頭收集處理能力的系統建設,需要投資上億元,農村社會經濟發展相對落后,基礎建設十分薄弱。農村固廢源頭分類收集處理系統屬于農村生態環境保護和衛生基礎設施建設,依靠農民自己投入來完成是不現實的,要求各級政府作為主要推動力量,加大投入才有實現的可能。
(4) 發揮農村固廢源頭分類收集處理系統的作用,盡管可以大幅度提高秸稈糞便資源化處理利用率,減少需要填埋處理的垃圾,但仍有少量垃圾和部分秸稈糞便及其處理產物需要進行最終無害化和資源化處理。把這部分需要最終處理的垃圾納入區(縣)城市垃圾一道進行集中處理,實現無害化,把剩余秸稈糞便及處理產物通過產業循環實現資源化利用,是需要考慮的配套設施和合理途徑。
(5) 建議省、市環保局在滇池流域選擇具有一定代表性的山區、沿湖和城郊接合部的3個行政村開展綜合示范工作,為在全流域推廣起到完善技術、積累經驗、樹立榜樣、探索模式的作用。

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